版高考物理一轮复习全程训练周测25 实验测定电源的电动势和内电阻练习使用多用电表.docx

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版高考物理一轮复习全程训练周测25实验测定电源的电动势和内电阻练习使用多用电表

实验：

测定电源的电动势和内电阻　练习使用多用电表

小题狂练

小题是基础　练小题　提分快

1.[2019·河南省豫南九校检测]某兴趣小组的同学制作了一个“水果电池”：

将一铜片和一锌片分别插入一苹果内，就构成了一个简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V，内阻约为几百欧，现要求用量程合适的电压表（内阻几千欧）、电流表（内阻十几欧）来测定水果电池的电动势E和内阻r.

①本实验的电路应该选择图________（选填“甲”或“乙”）．

②若给出的滑动变阻器有两种规格：

A（0～20Ω）、B（0～3kΩ）．本实验中应该选用的滑动变阻器为________，通电前应该把滑动变阻器的阻值调至________（选填“最大”或“最小”）．

③实验中测出六组（U，I）的值，在U—I坐标系中描出图丙所示的六个点，分析图中的点迹可得出水果电池的电动势为E＝________V，内阻为r＝________Ω.（均保留三位有效数字）

④根据在①中所选择的电路测量得出的电动势E和内阻r的测量值与真实值相比，电动势E____________，内阻r____________（均选填“偏大”、“相等”或“偏小”），由此造成的实验误差属于________误差（选填“系统”或“偶然”）．

答案：

①甲　②B　最大　③1.50　500　④相等　偏大　系统

解析：

①“水果电池”的内阻很大，为了使电表有明显示数，应选用阻值较大的滑动变阻器，由于滑动变阻器的电阻较大，为减小误差，应选择题图甲所示电路（电流表内接法）．②由题意可知，“水果电池”的内阻很大，若选用0～20Ω的滑动变阻器，当滑动触头移动时，电表的读数几乎不变，无法多次测量，使实验的误差较大；为了减小实验误差，应选用最大阻值较大的滑动变阻器B，在闭合开关前，应把滑动变阻器的阻值调到最大．③图线的纵截距等于电源的电动势，U—I图线的纵截距为1.50V，故水果电池的电动势E＝1.50V，图线斜率的绝对值等于内阻，r＝

Ω＝500Ω.④由于电流表的分压，使得路端电压存在误差，而电流没有误差，运用图象法分别在U—I图上由测量数据作出图线1和修正误差后由真实值作出图线2，由图看出，电动势没有系统误差，即电动势测量值与真实值相等，内阻的测量值偏大，由此造成的实验误差属于系统误差．

2．[2019·福建省福州市闽侯六中测试]某同学用伏安法测定电源的电动势和内阻．实验室提供的器材有：

A．待测电源（电动势约18V，内阻约2Ω）

B．电压表（内阻约几十千欧，量程为6V）

C．电流表（内阻约为0.3Ω，量程为3A）

D．滑动变阻器（0～50Ω，3A）

E．电阻箱（最大阻值999999Ω）

F．开关

G．导线若干

（1）为完成实验，该同学将量程为6V的电压表扩大量程，需测定电压表的内阻，该同学设计了图1所示的甲、乙两个电路，经过思考，该同学选择了甲电路，该同学放弃乙电路的理由是：

______________________________________.

（2）该同学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作．

①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；

②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到6.0V；

③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为2.0V时，电阻箱的阻值如图2所示，示数为________Ω；

④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为________V.

（3）将此电压表（表盘未换）与电流表连成如图3所示的电路，测电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表和电流表示数，作出的U—I图象如图4所示，则电源的电动势为________V，内阻为________Ω.（结果保留三位有效数字）

答案：

（1）电路中电流太小，电流表无法准确测量

（2）50452　18　（3）17.4　1.60

解析：

（1）电流表不能和电压表串联，否则电流表读数很小，无法准确测量；

（2）根据电阻箱各个旋钮的位置，可得示数为50452Ω；依题意，电压表的内阻与电阻箱阻值之比为1：

2，而电阻箱与电压表为串联关系，所以改装后电压表量程为6×3V＝18V;（3）由于电压表改装过，并且改装后的电压表量程是原来的三倍，结合题图4，可知电源的电动势为5.8×3V＝17.4V，内阻为题图4中图线斜率的绝对值的三倍，r＝

×3Ω＝1.60Ω.

3．[2019·河北省五校联盟摸底]为测定某旧干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：

A．旧干电池一节；

B．电压表（视为理想电压表，量程为0～3V）；

C．电阻箱R（0～999.9Ω）；

D．定值电阻R0＝10Ω；

E．多用电表；

F．开关、导线若干．

（1）同学甲直接使用多用电表的直流2.5V挡测量该干电池的电动势，读数如图1所示，则该同学测得的电动势E＝________V，此测量值比旧干电池电动势的真实值________（选填“大”或“小”）．

（2）同学乙将干电池接入如图2所示的电路，规范操作得到如图3所示的图象．该同学所描绘的图象中，横坐标是________（填选项前的字母）．

A．R　　　　　　B.

　　　　　　C.

（3）按照

（2）问中所选的横坐标，已知图象的斜率为k，纵截距为b，则干电池的电动势E＝____________，内阻r＝____________.（用k、b、R0表示）

答案：

（1）1.45　小　

（2）A　（3）

－R0

解析：

（1）由题图1可知，量程为2.5V，则其读数为1.45V；由于干电池自身有内阻，测量值为路端电压，故测量值偏小；

（2）根据题图2可知两电阻串联，电压表测量R0两端的电压，则由闭合电路欧姆定律可知：

U＝IR0＝

R0，变形得：

＝

＋

＋

，故应作出

—R图象，A正确；（3）根据题图3可知，b＝

＋

，k＝

，解得：

E＝

，r＝

－R0.

4．[2019·广东省湛江市调研]某研究小组收集了两个电学元件：

电阻R0（约为5Ω）和旧电池（电动势约为3V）．

实验室备有如下器材：

A．直流电压表V1、V2（量程均为3V，内阻均约为3kΩ）

B．电流表A（量程300mA，内阻为5Ω）

C．滑动变阻器R1，最大阻值为20Ω

D．开关S一只、导线若干

（1）为了尽量准确测定电阻R0的阻值，小组设计了一个电路，如图甲所示为其对应的实物图，请用笔画线代替导线将实物图补充完整．

（2）为测量电池的电动势E和内阻r，小组设计了如图乙所示的电路图．某次实验中电压表的示数如图丙所示，则电压表读数是________V.

（3）根据图乙所示的电路图，分别用E、r、R0表示电源的电动势、内阻和定值电阻阻值，则U1与U2的函数关系式为______________________．实验中移动滑动变阻器触头，读出直流电压表V1、V2的多组数据U1、U2，描出U1—U2图象如图丁所示，图中直线的斜率为k，与横轴的截距为b，则电源的电动势E＝__________，内阻r＝________（用k、b、R0表示）．

答案：

（1）如图所示　

（2）2.25（2.24～2.26均可）

（3）U1＝

U2－

解析：

（1）由于电流表的内阻已知，为5Ω，为了更好地减小误差，电流表应采用内接法．

（2）根据电压表的读数规则，电压表读数为2.25V．（3）对题图乙所示电路，根据闭合电路欧姆定律，E＝U2＋Ir，其中I＝

，两式联立解得：

U1＝

U2－

，故题图丁中的U1—U2图象的斜率k＝

，解得电池内阻r＝

；由

U2－

＝0得U1—U2图象在横轴的截距b＝

，解得电池电动势E＝

.

5．[2019·云南省建水六中模拟]小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，为了准确选取电压表和电流表的量程，决定先用多用电表测量小灯泡的阻值．

（1）在使用前发现电表指针位置如图甲所示，该同学应该调节________（选填“①”或“②”）．

（2）小明使用多用电表欧姆“×10”挡测量小灯泡电阻阻值，读数如图乙所示，为了更准确地进行测量，小明应该旋转开关至欧姆________（选填“×100”或“×1”）挡，两表笔短接并调节________（选填“①”或“②”）．

（3）按正确步骤测量时，指针指在如图丙所示位置，则小灯泡阻值的测量值为________Ω.

答案：

（1）①　

（2）×1　②　（3）30

解析：

（1）使用前指针不指零，应调机械调零旋钮①；

（2）示数太小，应换小倍率，所以小明应旋转开关至欧姆“×1”挡，两表笔短接，欧姆调零，应调欧姆调零旋钮②；（3）欧姆表读数规则是“示数×倍率”，读数应为30×1Ω＝30Ω.

6．[2019·云南省昆明一中摸底]某同学用灵敏电流计改装多用电表，如图所示为其设计的电路原理图，已知灵敏电流计G的满偏电流为Ig＝3mA，内阻Rg＝100Ω.

（1）根据该电路原理图，A表笔应为________表笔．（选填“红”或“黑”）

（2）若开关S1闭合，S2接位置1时，要求该电表为0～0.6A的电流表，则电阻R1应为________Ω，当开关S1断开，S2接位置3时，要求该电表为0～3V的电压表，则电阻R2应为________Ω.（保留三位有效数字）

答案：

（1）红　

（2）0.503　900

解析：

（1）由题图可知，图中A与欧姆表内置电源负极相连，A应是红表笔；

（2）若开关S1闭合，S2接位置1时，灵敏电流计G与电阻R1并联，改装成电流表，R1＝

＝0.503Ω，当开关S1断开，S2接位置3时，灵敏电流计G与电阻R2串联，改装成电压表，R2＝

＝900Ω.

7．[2019·山东省临沂一中摸底]指针式多用电表是常用的电学测量仪器，请完成下列问题．

如图1所示为多量程多用电表的示意图．

（1）当接通1或2时，为________（选填“电流”、“电阻”或“电压”）挡，1的量程比2的量程________（选填“大”或“小”）．若选择开关拨至“25mA”挡，指针的位置如图2所示，则测量结果为________mA，接通5或6时，5的量程比6的量程________（选填“大”或“小”）．

（2）当接通3或4测量某电阻时，用“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用________（选填“×1”或“×100”）挡，换挡后，在测量前要先进行________．若此多用电表所用表头的满偏电流是100mA，则换挡后电池的电动势E＝________V；图1中________（选填“A”或“B”）为红表笔．

答案：

（1）电流　大　11.5　小　

（2）×1　欧姆调零　1.5　A

解析：

（1）灵敏电流计改装成电流表时要并联一电阻分流，所以1、2位置是电流挡；并联电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故1位置的量程较大；电流表选择挡位为25mA，电流挡的最小分度是0.5mA，则读数为11.5mA；要测量电压，电流计应与电阻串联，由题图2可知当选择开关S旋到5、6位置时测量电压，电流计所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故转换开关S旋到5位置的量程比旋到6位置的量程小；

（2）因偏转角度过大，则电阻小，要用小量程的，应选择“×1”挡，换挡后电路改变，要重新欧姆调零，换挡后中值电阻为R＝15Ω，则换挡后电池的电动势E＝IgR＝0.1×15V＝1.5V，根据电流红进黑出的原则可知，多用电表内电池的正极与黑表笔相连，则A为红表笔.

课时测评

综合提能力　课时练　赢高分

1.[2019·湖北省武汉市部分学校调研]如图a所示为一黑箱，内有一节干电池、若干电阻，A、B为黑箱的两个输出端．

（1）为探索黑箱，某同学用多用电表进行以下测量，你认为正确的操作是________．

A．用欧姆挡测量A、B间的电阻

B．用直流电流挡测量A、B间的输出电流

C．用直流电压挡测量A、B间的输出电压

D．用交流电压挡测量A、B间的输出电压

（2）含有电源的黑箱相当于一个等效电源，A、B为等效电源的两极．为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图b所示的电路．调节电阻箱R的阻值，记录下电压表的示数U，图c是根据实验数据在坐标纸上画出的图象，若忽略电压表内阻的影响，根据图象可求得等效电源的电动势E＝________V，等效内阻r＝________Ω.（结果保留三位有效数字）

（3）如果考虑电压表内阻的影响，测得的等效电源的电动势与真实值相比________，测得的等效内阻与真实值相比________．（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）

答案：

（1）C　

（2）1.43　1.07（1.04～1.10均正确）　（3）偏小　偏小

解析：

（1）因为黑箱内含有电源，所以不能用欧姆挡直接测量；用电流挡测量A、B间的输出电流，可能会造成短路，也不能用交流电压挡测量A、B间的输出电压，只能用直流电压挡测量A、B间的输出电压，选项C正确．

（2）由闭合电路欧姆定律可知：

E＝U＋

r，即

＝

＋

·

，由题图c可知

＝0.70V－1，解得E＝1.43V；

＝

Ω/V＝0.75Ω/V，则r＝1.07Ω.（3）如果考虑电压表内阻的影响，则外电阻的实际阻值小于R，使测得的等效电源的电动势与真实值相比偏小，测得的等效内阻与真实值相比也偏小．

2．[2019·山东省泰安市模拟]在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材．

（1）甲同学按电路图a进行测量实验，其中R0＝1Ω，则

①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接；

②由电压表的读数U和电流表的读数I，画出U—I图线如图c所示，可得电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.（结果保留两位有效数字）

（2）乙同学将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，由电压表的读数U和电流表的读数I，画出U—I图线如图e所示，可得电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.（结果保留两位有效数字）

答案：

（1）①见解析　②3.0　0.38　

（2）2.9　0.50

解析：

（1）①根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；②在画出的U—I图象中，纵横的截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示内阻与定值电阻R0的和，根据题图c可得：

E＝3.00V，r＋R0＝|

|＝

Ω＝1.38Ω，且R0＝1Ω，则r＝0.38Ω；

（2）由乙同学的电路接法可知，R左右两部分并联后与R0串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图e所示的图象，则由图象可知，当电压为2.40V时，电流为0.50A，此时滑动变阻器两部分电阻相等，则总电流为I1＝1A；而当电压为2.30V时，电流分别对应0.33A和0.87A，则说明当电压为2.30V时，干路电流为I2＝0.33A＋0.87A＝1.2A；则根据闭合电路欧姆定律可得：

2.40V＝E－1A×r，2.30V＝E－1.20A×r，解得：

E＝2.9V，r＝0.50Ω.

3．[2019·广西南宁摸底]某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的微安表，来测量多用电表欧姆“×1k”挡内部电池的电动势E.

（1）该小组采用图1甲中的电路进行实验，请将图1乙中的实物连接完整．

图1

（2）请将下面的实验步骤补充完整：

A．插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×1k”位置，将红、黑表笔________，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0Ω”．

B．按照电路图连接好电路．

C．接通开关，改变滑动变阻器接入电路中的阻值，得到多用电表和微安表的示数分别如图2所示．多用电表和微安表的读数分别为________kΩ和________μA.

D．断开开关，拔下红、黑表笔，把多用电表的选择开关扳到________位置．

（3）若表盘中央刻度为15，结合以上信息可得多用电表“×1k”挡内部电池的电动势为________V（保留两位有效数字）．

答案：

（1）电路连接如图所示　

（2）A.短接　C．22　243（242～244也正确）　D．OFF挡（或交流电压最高挡）　（3）9.0

解析：

（1）根据电路图，连接实物图．注意多用电表的红表笔连接的是多用电表内部电池的负极，所以红表笔应该通过滑动变阻器连接微安表的负接线柱，黑表笔应该通过开关连接微安表的正接线柱．

（2）A.根据欧姆表的使用方法可知，选挡后应先进行欧姆调零，即将欧姆表的红表笔和黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向刻度盘的最右侧0Ω处．C.根据欧姆表的读数规则，读数为22×1kΩ＝22kΩ.根据微安表读数规则，微安表读数为243μA.D.根据多用电表使用规则，实验完毕，由于多用电表内部有电池，为避免表笔短路损坏电池，应该将选择开关扳到OFF挡（或交流电压最高挡）．（3）欧姆调零后，欧姆表内阻等于表盘上中央刻度乘以挡上所标示的倍率，即欧姆表的中值电阻，由此可知，欧姆表“×1k”挡的内阻为R0＝15×1kΩ＝15kΩ.根据闭合电路欧姆定律，可得E＝I（R＋R0），式中I为微安表读数243μA，R为欧姆表读数（即滑动变阻器接入电路中的电阻和微安表内阻之和）22kΩ，代入数据，可得E＝243×10－6A×（22＋15）×103Ω＝8.991V≈9.0V.

4．[2019·陕西省西安市联考]某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率．所用器材如下：

A．干电池：

电动势E＝1.5V，内阻r＝1.0Ω

B．电流表G：

满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg＝150Ω

C．定值电阻R1＝1200Ω

D．电阻箱R2和R3：

最大阻值都为999.9Ω

E．电阻箱R4：

最大阻值为9999Ω

F．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干

（1）该实验小组按图a正确连接好电路．当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2＝________Ω，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻为欧姆表的内阻R内，则R内＝________Ω，欧姆表的倍率是________（选填“×1”或“×10”）．

（2）闭合开关S：

第一步：

调节电阻箱R2和R3，当R2＝________Ω且R3＝________Ω时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；

第二步：

在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图b所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________Ω.

答案：

（1）149　1500　×10　

（2）14　150　100

解析：

（1）由闭合电路欧姆定律可知，欧姆表的内阻为R内＝

＝

Ω＝1500Ω，则R2＝R内－R1－Rg－r＝149Ω，中值电阻应为1500Ω，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，若为“×1”，则中值电阻太大，不符合实际，故欧姆表倍率应为“×10”；

（2）为了得到“×1”倍率，应让满偏时对应的电阻为150Ω，电流为I1＝

A＝0.01A，此时表头中电流应为0.001A，则与之并联的电阻R3中的电流应为0.01A－0.001A＝0.009A，并联电阻为R3＝

Ω＝150Ω，R2＋r＝

Ω＝15Ω，故R2＝（15－1）Ω＝14Ω；题图b所示电流为0.60mA，则通过电源的电流为6mA，因此总电阻为R总＝

×103Ω＝250Ω，故待测电阻为R测＝250Ω－150Ω＝100Ω.

5．在实验室测量两个直流电源的电动势和内阻．电源甲的电动势大约为4.5V，内阻大约为1.5Ω；电源乙的电动势大约为1.5V，内阻大约为1Ω.由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：

A．量程为0～3V的电压表V

B．量程为0～0.6A的电流表A1

C．量程为0～3A的电流表A2

D．阻值为4.0Ω的定值电阻R1

E．阻值为100Ω的定值电阻R2

F．最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3

G．最大阻值为100Ω的滑动变阻器R4

（1）选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图甲所示电路测量电源甲的电动势和内阻．

①定值电阻应该选择________（填“D”或“E”）；电流表应该选择________（填“B”或“C”）；滑动变阻器应该选择________（填“F”或“G”）．

②分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，计算机拟合得到如图乙所示U－I图象，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为U＝－5.6I＋4.4.

则电源甲的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.（保留两位有效数字）

③在测量电源甲的电动势和内阻的实验中，产生系统误差的主要原因是________．

A．电压表的分流作用　　　B．电压表的分压作用

C．电流表的分压作用D．电流表的分流作用

E．定值电阻的分压作用

（2）为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用图丙所示电路．

①定值电阻应该选择________（填“D”或“E”）．

②实验中，首先将K1断开，K2闭合，电压表示数为1.48V．然后将K1、K2均闭合，电压表示数为1.23V，则电源乙电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.（小数点后保留两位小数）

答案：

（1）①D　B　F　②4.4　1.6　③A

（2）①D　②1.48　0.81

解析：

（1）①测电动势约4.5V的电源电动势与内阻时，由于有定值电阻的存在，电路中的最大电流为

A，如果用量程为3A的电流表，则读数误差太大，因此，电流表应选B；测电动势约4.5V电源电动势与内阻时，电路最小电阻为R＝

＝

Ω＝7.5Ω，考虑电源内阻、滑动变阻器电阻，定值电阻应选D；为方便实验操作，滑动变阻器应选F.②由表达式U＝－5.6I＋4.4及U＝E－I（r＋R1）可知，电源电动势为E＝4.4V，内阻为r＝5.6Ω－4Ω＝1.6Ω.③由电路图可知，电压表的分流作用会造成实验误差，故选A.

（2）①用图丙所示电路测电动势与内阻，定值电阻适当小一点，实验误差小，因此定值电阻应选D.②由电路图可知，K1断开，K2闭合，电压表示数为电源电动势，电压表示数为1.48V，即电源乙电动势为E＝1.48V；K1、K2均闭合，电压表示数为1.23V，电压表测路端电压，此时电路电流为I＝

＝

A＝0.3075A，电源内阻为r＝

≈0.81Ω.

6．某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱（最大阻值为999.9Ω，可当标准电阻用）、一只电流表（量程Ig＝0.6A，内阻rg＝0.1Ω）和若干导线．

（1）请根据测定电动势E和内阻r的要求，设计图甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来．

（2）接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并做记录．当电阻箱的阻值R＝2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图乙所示．处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数

，再制作R－

坐标图，如图丙所示，图丙中已标注出了

的几个与测量对应的坐标点，请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上．

（3）在图丙上把描绘出的坐标点连成图线．

（4）根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E＝________V，内阻r＝________